重整预加氢催化剂评价及工业应用

蒋 舰，文 斌，郭宝华，李凤琪

(中国石油独山子石化分公司，新疆 独山子 833699)

重整预加氢催化剂评价及工业应用

蒋 舰，文 斌，郭宝华，李凤琪

(中国石油独山子石化分公司，新疆 独山子 833699)

介绍了中国石油石油化工研究院大庆化工研究中心研制的重整预加氢催化剂的实验室评价情况，以及在中国石油独山子石化分公司500 kta连续重整装置上的工业应用情况。实验室评价结果表明，以硫质量分数为175 μgg、氮质量分数为1.31 μgg的重石脑油为原料，在反应温度265 ℃、反应压力2.0 MPa、氢油体积比110、体积空速4.44 h-1的条件下，预加氢生成油的硫、氮质量分数均小于0.5 μgg。工业应用结果表明，该预加氢催化剂的加氢活性较高，反应器压降较小，预加氢精制油的性质满足重整反应器进料的要求。

重整 预加氢 催化剂 实验室评价 工业应用

催化重整技术是生产芳烃和高辛烷值汽油调合组分的主要工艺过程。由于催化重整过程要求进料中硫、氮质量分数均低于0.5 μgg、砷质量分数低于1 ngg，因此要求重整预加氢催化剂在比较缓和的工艺条件[较高空速(4～10 h-1)、低氢油体积比(小于120)、低压(小于2.5 MPa)]下具有优异的加氢脱硫、脱氮活性及长周期运行稳定性[1]，以保证重整装置的正常运转及延长重整贵金属催化剂的使用寿命。

中国石油石油化工研究院大庆化工研究中心于2008年完成了“第二代重整预加氢催化剂”(以下简称A剂)的研制，并在中国石油大庆石化分公司炼油厂重整预加氢装置实现工业化应用，加氢产品的硫、氮含量均小于预定指标，与该单位此前开发的第一代重整预加氢催化剂相比，催化剂的活性、选择性和稳定性均提高，反应温度降低5 ℃以上[2]。本文主要介绍该催化剂在实验室200 mL加氢装置的评价情况，以及在中国石油独山子石化分公司500 kta连续重整装置预加氢单元的应用情况，并与某主流预加氢催化剂(以下简称参比剂)进行对比。

1 实验原料及装置

1.1 原料油

原料油为重石脑油，取自中国石油独山子石化分公司500 kta催化重整装置的原料，其主要性质见表1。

1.2 催化剂

表2为重整预加氢催化剂的理化性质。由表2可知，与参比剂相比，A剂的活性金属组分含量较高，且孔体积、比表面积、机械强度均有一定程度的提高，说明A剂的理化性质好于参比剂。

表2 重整预加氢催化剂的理化性质

催化剂预处理：量取长度为1～1.5 mm 的预加氢催化剂40 mL，采用Φ1.5 mm惰性氧化铝条作为稀释剂，将预加氢催化剂稀释并混合均匀。

1.3 实验室评价装置

实验室评价装置采用200 mL绝热床高压加氢试验装置，其原则流程如图1所示。催化剂采用自然装填方式装入反应器中，在反应器底部依次装入Φ6 mm和Φ3 mm惰性瓷球作为支撑剂，然后装入玻璃丝布垫圈进行隔离，防止催化剂床层移动，中段装入催化剂，上部装入适量Φ3 mm的惰性瓷球。

图1 200 mL绝热床加氢装置原则工艺流程示意

2 结果与讨论

2.1 实验室评价

首先对催化剂进行预硫化，预硫化结束后换进原料油，除反应温度外，其它反应条件为：反应压力2.0 MPa，体积空速4.44 h-1，氢油体积比110。初活性评价历时10天，试验期间的主要控制指标为硫含量，每24 h取样1次，将加氢生成油样品依次用10%NaOH溶液碱洗3次、汞洗3次、去离子水洗3次，除去其中的无机硫，然后测定其硫含量。表3、表4为A剂和参比剂的初活性评价试验结果。从表3、表4可以看出：对于A剂，当反应温度达到265 ℃时，加氢生成油的硫质量分数为0.49 μgg，反应温度继续保持在265 ℃时，加氢生成油的硫质量分数都保持在0.5 μgg以下的水平；对于参比剂，当加氢反应温度达到265 ℃时，加氢生成油的硫质量分数为0.86 μgg，当反应温度升高至270 ℃时，加氢生成油的硫质量分数为0.70 μgg左右，继续升高反应温度至275 ℃时，加氢生成油的硫质量分数为0.47 μgg。以上结果表明，A剂的加氢活性明显优于参比剂。

表3 A剂的初活性评价试验结果

表4 参比剂的初活性评价试验结果

表5为A剂和参比剂作用下两种加氢生成油的性质。从表5可以看出，两种加氢生成油的性质相当，硫、氮质量分数均低于0.5 μgg，都能满足重整反应器进料的指标要求。

表5 两种加氢生成油的性质

2.2 工业应用

2015年5月，中国石油独山子石化分公司重整装置完成预加氢催化剂的更换，在预加氢反应器中装填硫化型的A剂共17.85 t。2015年6月重整装置开工，开工后预加氢反应器的压差变化趋势见图2，反应器出口温度变化趋势见图3，加氢精制油的性质分析数据见表6。

由图2可以看出，预加氢反应器压差基本平稳，开工初期由于装置处理量大，反应器压降较高，自2015年8月以后，装置逐渐降低加工量，压降也逐渐下降并保持在32 kPa左右。由图3可以看出，自开工以来，预加氢反应器的反应温度维持在260～265 ℃之间，反应温度平稳。由表6可知，预加氢精制油的性质满足重整反应器进料的要求。

以上工业应用结果表明，采用A剂后，预加氢反应器压降、催化剂活性能够满足生产需要，精制油产品质量合格。

图2 预加氢反应器的压差变化曲线

图3 预加氢反应器出口温度变化趋势

项 目实测值指标分析方法w(硫)∕(μg·g-1)<05<05SH∕T0253—1992w(砷)∕(ng·g-1)<1<1Q∕SYDS01J503w(氮)∕(μg·g-1)<03<05SH∕T0657—2007w(氯)∕(μg·g-1)<05<05Q∕SYDS01J508w(铜)∕(ng·g-1)<01<10RIPP125—90

3 结 论

(1) A剂的活性金属组分含量、孔体积、比表面积和机械强度都比参比剂有一定程度的提高。

(2) 实验室评价结果表明，A剂的加氢活性明显优于参比剂。以重石脑油为原料，在反应温度265 ℃、反应压力2.0 MPa、体积空速4.44 h-1、氢油体积比110的工艺条件下，采用A剂生产的加氢生成油可满足重整反应器进料的指标要求。

(3) 工业应用结果表明，A剂是一种良好的汽油加氢精制催化剂，预加氢反应器压降、催化剂活性能够满足生产需要，预加氢精制油的性质满足重整反应器进料要求。

[1] 王宗宝，王峰，孙艳，等.重整预加氢LY-2010R性能评价[J].现代化工，2013，33(1)：76-79

[2] 王广胜，米多，王伟峰.重整预加氢国内外技术进展[J].化工科技，2011，19(4)：72-76

EVALUATION AND INDUSTRIAL APPLICATION OF PRE-HYDROTREATING CATALYST FOR REFORMING UNIT

Jiang Jian， Wen Bin， Guo Baohua， Li Fengqi

(PetroChinaDushanziPetrochemicalCompany，Dushanzi，Xinjiang833699)

A pre-hydrotreating catalyst， developed by Daqing Petrochemical Research Center of PetroChina Petrochemical Institute， was evaluated in laboratory and applied in a 500 kta continuous reforming unit in Dushanzi Petrochemical Company. The results in lab show that the sulfur and nitrogen contents of the treated oil both are reduced to less than 0.5 μgg from the 175 μgg and 1.31 μgg in feed， respectively at conditions of 265 ℃， 2.0 MPa， H2oil volume ratio of 110 and LHSV of 4.44 h-1， better than reference catalyst. The results of nearly one year industrial application exhibit that the pre-hydrotreating catalyst has a higher activity for desulfurization and denitrogenation， and a lower pressure drop. The properties of pre-hydrotreated oil meet the feed requirements for reforming reactor.

reforming； pre-hydrotreating； catalyst； laboratory evaluation； industrial application

2016-04-28； 修改稿收到日期： 2016-07-15。

蒋舰，学士，高级工程师，主要从事炼油工艺研究及催化剂表征工作。已公开发表论文6篇，申请发明专利2篇。

蒋舰，E-mail：yjy_jj@petrochina.com.cn。